生物质能开发利用对策

2010年第2期节能(总第331期)ENERGY CONSERVATION生物质能开发利用对策刘清志,王爱春(中国石油大学(华东)经济管理学院,山东东营257061)摘要:介绍生物质能如生物质燃料油、生物质固体燃料、生物质气化、沼气的利用、垃圾发电等的研究应用状况,探讨生物质能在利用中存在的问题,如技术不够成熟,政策与市场机制不够完善。总结出需推进循环经济发展,加强技术开发,完善相关政策法规等利用对策。关键词:生物质能;可持续;开发利用中图分类号:TK6文献标识码:A文章编号:1004-7948(2010)02-0019-03引言高了对煤炭等化石燃料的替代使用率以削减大气生物质能已被公认是最重要的一种替代化石中二氧化碳和二氧化硫的排放量。生物质颗粒燃燃料的可再生能源之一,主要包括燃料酒精、生物料固化成型技术利用目前比较成熟。柴油、沼气、生物发电等,具有清洁、高效、安全、可1.3生物质气化持续的特点。目前,生物质能利用主要技术已经趋生物质气化主要是以低生物质为原料的气化于成熟,并且正在许多国家开展大规模生产,在增技术,使低生物质完成从固态到可燃气体的转化。加能源数量、调整能源结构、保障能源安全等方面低生物质是以农作物秸秆为主,还可以使用玉米发挥着重要作用。但是生物质能在开发利用中仍芯、木屑、柴草等。生物质气化技术的用途与城市存在一些问题与不足之处需要去解决与改进。管道煤气相同,燃烧稳定、热效率高,适用于炊事、1生物质能的利用取暖、锅炉等。生物质气化发电与常规化石燃料发电相比还具有一定的优势。我国电力供应相对紧1.1生物质燃料油张,常规化石能源相对紧缺且价格较高,而生物质作为替代石油的重要战略选择,生物质燃料油废弃物来源广,价格相对低廉,所以生物质气化发成为世界最新关注的热点。与太阳能、风能、水电电的成本已接近或优于常规发电。生物质能发电等其他可再生能源不同部分生物质能可转化成液的单位投资约3500-4000元/kW,为煤电的60%体燃料提供动力,这对于解决交通能源紧张十分重70%,所以已经具备进入市场竞争的条件。目前要。生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油中国已具备建设MW级生物质气化发电项目的能菜籽等油料作物油棕和黄连木等油料林木果实、力工程微藻等油料水生植物以及动物油脂废餐饮油1.4沼气的利用等为原料制成的液体燃料,是优质的石油替代品。我国是农业大国,农村的农作物秸秆比较充生物质酒精是由甘蔗、小麦等作物进行生化转换,裕,所以我国的沼气技术在农村发展的比较成熟主要是通过厌氧消化制取沼气和通过酶技术制取目前积极倡导的“一池三改"技术除了保证生活用乙醇液体燃料,可以与汽油混合使用气以外还可以改善农村的卫生条件,体现新农村的1.2生物质固体燃料和谐面貌。同时,沼液、沼渣是一种优质卫生的有固体燃料燃烧是新推广的技术,它主要是把生机肥料,养分含量全速效成分高是发展无公害物质固化成型后,再采取传统的燃爆设备燃用,其绿色有机农产品的优质胛料优点是充分利用生物质能源替代煤炭。生物质固中国煤化工和社会发展的总化成型以后用途更加广泛,可以用来发电供热,提体规CNMH〔支持,不断加大扶持力度。各有关部门都在充分发挥部门优势,加基金项目:山东省自然科学基金重点项目(项目编号:￥20037)强协调,密切配合,努力形成政府领导、部门协作、能010年第2期ENERGY CONSERVATION(总第331期)社会参与沼气建设的工作机制。汽油混合使用的。这种方法大多用于有严重空气1.5垃圾发电污染问题的地区,因为在汽油中加入乙醇可以减少垃圾发电是一种特殊的生物质能发电方式,是汽车的烟雾排放量。乙醇的生产成本很大程度上近年来迅速发展的一项产业,它是利用焚烧垃圾所取决于玉米原料同时还取决于生产过程所用能源产生的热量进行发电,可以有效地减少垃圾对环境(主要是天然气)的成本。的污染。我国大中城市年产垃圾1亿多吨堆积在2.3对生物质能的重要性认识不足城郊的垃圾量达到了几亿吨侵占5亿多平方米土在目前的能源消费结构中,生物质能所占的比地。不仅如此,垃圾中有毒有害物质挥发、渗透进例很小,主要的能源还是以消费化石燃料为主。所入土壤河流,对环境危害巨大,还会影响生活质量。以,人们还没有意识到生物质能的重要性。除了平焚烧是目前国际上常用的减量处理垃圾的方式,它时的秸秆的直接焚烧以外,一提及生物质能立马想可减少垃圾量的80%左右,解决对土地的占用问到的就是沼气的利用,把沿气的利用当作生物质能题,并且对于处理垃圾中的细菌病毒而言比其他开发利用的代名词。但在沼气的利用上以胜利油处理方式消灭得更彻底,对周边环境造成二次污染·田为例,使用天然气方便的农村和小区多愿意使用的几率很小,这在我国沿海和中部地区尤为适合。天然气,百姓对沼气利用认同度低安装应用不够积极。2生物质能利用中存在的问题2.4政策及激励措施力度不够虽然近年来我国对生物质能的利用取得了不在现有技术水平和政策环境条件下,大多数生小的进步,不过目前我国实际利用生物质能不足近物质能的开发利用成本高,再加上资源分散、规模期可利用资源的2%,在一些生物质利用方面与国小、生产不连续等特点,在现行市场规则下缺乏竞际先进水平相比,如焦油气的裂解处理技术、二曙争力需要政策扶持和激励。目前,国家支持生物英的处理技术等方面,还有不小的差距。质能开发利用的政策体系还不够完整,经济激励力2.1生物质资源分散不利于规模利用度弱,相关政策之间缺乏协调,政策的稳定性差,没秸秆的热值低,对于上规模的项目而言,例如有形成支持生物质能持续发展的长效机制。生物质能发电厂,需要大量的燃料资源,而农村的2.5市场保障机制不完善秸秆资源比较分散,如果利用集中运输则增加了成与此同时,生物质能开发利用缺乏明确的发展本从而限制了大中型项目的上马。同时,单位土地目标,没有形成连续稳定的市场需求。虽然国家逐的有机物能量偏低,从而造成了为生产能源作物而步加大了对生物质能开发利用的支持力度但由于占用大量的耕地,与我国土地资源的现状不符,违没有建立起强制性的市场保障政策,无法形成稳定背我国的耕地利用政策的市场需求,生物质能开发利用缺少持续的市场拉2.2技术不够成熟容易造成二次污染动致使我国生物质能新技术发展缓慢。利用生物质能等可再生能源就是为了替代化石燃料以降低CO2、SO2等有害气体对大气的危3生物质能利用对策害,保护人类的生活环境。目前在生物质气化中气3.1清洁利用有机废弃物,推进循环经济发展体净化是中国生物质气化最薄弱的技术环节。现在人们的日常生活中,例如农作物生产及粮食大都采用水洗的办法,既降低系统效率,又产生含加工、林业生产和木材加工、畜禽养殖、工业生产焦油的污水,所以气体除焦问题是今后研究的主要城市生活污水、垃圾处理等过程中,会产生大量有课题。按现在的技术看来,进行焦油裂解减少焦油机废弃物。如果这些废弃物不能得到合理利用和和水处理使废水循环使用是气体净化的两个关键妥善处理将会成为环境污染源,对自然生态大气问题。另外,在利用垃圾发电的过程中,垃圾的焚环境律康涉成倍宝利田生物质能技术将烧会产生大量有害气体及剧毒致癌物如二英。这些中国煤化工(固体成型燃料所以,对于焚烧效果后处理的问题还有待解决。许等清CNMH(要措施,也是充分多讨论是关于单独用乙醇作燃料提供交通动力的利用废弃物、变废为宝的重要手段,符合发展循环可能性,但目前的现实是,所消耗的乙醇大多是与经济的要求。2010年第2期能(总第331期)ENERGY CONSERVATION32加强技术开发,有效解决二次污染问题物质能专门的管理机构,加强对生物质能开发利用在用水去除生物质气化、高温高压生产固体燃工作的统一领导,避免工作的盲H性、分散性及重料产生的焦油气过程中除焦的污水是造成二次污复性简化程序,有效提高生物质能产业的发展速染的直接原因,因此焦油裂解是彻底解决二次污染度和规模,促进生物质能的开发利用的有效办法。只有最大限度地减少焦油的数量,才3.5制定与生物质能相关的法律法规能避免废水的产生。当然,采用任何工艺都很难保制定相关的法律制度,用强制性手段保障生物证完全没有焦油,所以采用一定的水作为冷却和清质能开发利用的健康成长。我国已于2005年通过洗还是必要的,因此废水的处理与循环使用的研究了《可再生能源法》,并于206年初开始实施。新也是必不可少的。修订的《可再生能源法》也将于2010年4月1日起对于处理在利用垃圾发电过程中焚烧产生的施行。《可再生能源法》中从全国角度对生物质能有害气体和剧毒致癌物问题上也要开发行之有效做了总体的规划和要求,但是对于不同的地区而言的措施。在处理二英的方法主要是捕集技术和要因地制宜,不同的地区应该根据各自不同的情况分解技术。捕集技术主要有电炉集尘器、袋式除尘出台一些相应的政策制度,从而促进生质能和谐的器及活性炭吸附法。分解技术有焚烧法、热分解开发与利用。法光分解法化学分解法臭氧分解法超临界水4结语分解法、生物分解法催化氧化分解法等。沼气利用的环境效益评价是人畜粪便投入沼生物质能源开发利用涉及能源、农业、林业等气池发酵后能有效地将寄生在人畜粪使的细菌性多个行业和多种技术,是一项复杂的系统工程,必病源、病毒性病源、寄生性病源及蚊蝇虫卵沉降杀须坚持以科学发展观为指导,以建设资源节约型灭。人畜粪使直接投入沼气池发酵,在沼气池密闭环境友好型社会为目标,以增加能源供应、改善能条件下,微生物分解物质和能量代谢呼吸释放岀惰源结构、保障能源安全、保护生态环境为重点发挥性物质可在池内循环利用,不存在堆沤方法产生的生物质能资源分布广、替代功能多社会效益好的环境污染;人畜粪使经过沼气池发酵,可直接用于优势,通过大规模开发生物质能资源,实现生物质做肥料、养鱼、喂猪浸种或直接排入河流,不产生能技术的产业化发展,有效增加能源供应,促进能二次污染。源可持续发展3.3改变能源消费观念,提高对生物质能的认识生物质能是世界上能源消费总量仅次于煤炭我国常规能源资源短缺,尤其是石油、天然气石油和天然气而居于第四位的能源。我国生物质资源严重不足,已成为影响经济社会发展的重要因能资源非常丰富为我国的生物质能的开发利用提素。同时由于CO2的过量排放造成的温室效应供了物质基础。同时随着技术的不断提高、政策的sO2的排放造成的酸雨等环境问题已经给我们敲不断完善以及生物质能自身较强的市场竟争力,相响警钟。我国生物质能资源丰富大力开发利用生信生物质能的开发利用会更加的广泛在国民经济物质能源有利于减少煤炭资源过度开采,对于弥的发展中起到不可忽视的作用。补石油和天然气资源短缺增加能源总量、调整能参考文献源结构、缓解能源供应压力保障能源安全具有极1张冰东营市可再生能源开发利用研究[D]东营:中国石油大学(华东),2006其重要的作用。所以,应该加大对生物质能的宣传[2]吴创之中国的生物质气化发电技术[D].中国科学院力度,深化人们对生物质能的认识,改变人们对传广州能源研究所,2005统能源的消费依赖。例如鼓励农村居民使用沼气[3]中新能源网我国垃圾焚烧发电市场现状及前景,从而减少对石油液化气、天然气的使用;倡导人们购买使用可以燃烧生物柴油、乙醇的环保型汽车以[4]张宗兰我国生物质能利用现状与展望[刀]中外能源减少柴油、汽油的消费,从而降低CO2的排放量起中国煤化工到环保的作用。作者简CNMHG阳人,教授从事经3.4组建生物质能专门管理机构济管理、经济评价及优化等研究工作应考虑生物质能开发的迫切需要,加紧组建生收稿日期:209-09-23;修回日期:00-11-21